Главная / Пластиковые панели / Как работает электронный термометр воздуха. Как правильно использовать ртутный термометр? Бытовые для воздуха

Как работает электронный термометр воздуха. Как правильно использовать ртутный термометр? Бытовые для воздуха

Термометр – это высокоточное устройство, которое предназначается для измерения текущей температуры. В промышленности, термометром измеряют температуру жидкостей, газов, твердых и сыпучих продуктов, расплавов и.т.д. Термометры особенно часто применяют на производствах, где важно знать температуру сырья для правильного протекания технологических процессов, или в качестве одного из средств контроля готовой продукции. Это предприятия химической, металлургической, строительной, сельскохозяйственной отраслей, а также сфера производства продуктов питания.

В быту, термометры могут быть использованы в различных целях. Например, существуют уличные термометры для деревянных и пластиковых окон, комнатные термометры, термометры для бань и саун. Приобрести термометры можно для воды, чая, и даже для пива и вина. Существуют термометры для аквариума, специальные термометры для почвы, и инкубаторов. В продаже имеются также термометры для морозильных камер, холодильников и погребов и подвалов.
Установить термометр, как правило, технологически не сложно. Однако, не стоит забывать, что только выполненная по всем правилам установка термометра гарантирует надёжность и долговечность его работы. Следует также учитывать, что термометр — прибор инерционный, т.е. время установления его показаний составляет около 10 — 20 минут, в зависимости от требуемой точности. Поэтому не ожидайте, что термометр изменит свои показания в тот же момент, как только он будет вынут из упаковки или установлен.
По конструктивным особенностям выделяют следующие виды термометров:

Жидкостный термометр — это, тот самый стеклянный термометр, который можно увидеть практически повсеместно. Жидкостные термометры могут быть как бытовыми, так и техническими (например, термометр ттж — термометр технический жидкостный). Жидкостный термометр работает по самой простой схеме — при изменении температуры, объем жидкости внутри термометра изменяется и при увеличении температуры – жидкость расширяется и ползет вверх, а при уменьшении — наоборот. Обычно в жидкостных термометрах применяется либо спирт, либо ртуть.

Манометрические термометры предназначены для дистанционного измерения и регистрации температуры газов, паров и жидкостей. В некоторых случаях манометрические термометры изготавливаются со специальными устройствами, преобразующими сигнал в электрический и позволяющими производить регулирование температуры.

В основу действия манометрических термометров положена зависимость давления рабочего вещества в замкнутом объеме от температуры. В зависимости от состояния рабочего вещества различают газовые, жидкостные и конденсационные термометры.

Конструктивно они представляют собой герметичную систему, состоящую из баллона, соединённого капилляром с манометром. Термобаллон погружается в объект измерения и при изменении температуры рабочего вещества происходит изменение давления в замкнутой системе, которое через капиллярную трубку передается на манометр. В зависимости от назначения манометрические термометры бывают самопишущими, показывающими, бесшкальными со встроенными преобразователями для дистанционной передачи измерений.

Достоинство данных термометров является возможность их применения на взрывоопасных объектах. К недостаткам относится невысокий класс точности измерения температуры (1,5, 2,5), необходимость частой периодической поверки, сложность ремонта, большие размеры термобаллона.

Термометрическим веществом для газовых манометрических термометров служит азот или гелий. Особенностью таких термометров является достаточно большой размер термобаллона и, как следствие, значительная инерционность измерений. Диапазон измерения температур составляет от -50 до +600°С, шкалы термометров равномерны.

Для жидкостных манометрических термометров термоэлектрическим веществом является ртуть, толуол, пропиловый спирт и т.д. Благодаря большой теплопроводности жидкости, такие термометры менее инерционны по сравнению с газовыми, но при сильных колебаниях температур окружающей среды погрешность приборов выше, вследствие чего при значительной длине капилляра для жидкостных манометрических термометров применяют компенсационные устройства. Диапазон измерения температур (при ртутном заполнении) составляет от -30 до +600°С, шкалы термометров равномерны. В конденсационных манометрических термометрах применяются легкокипящие жидкости пропан, этиловый эфир, ацетон и т.д. Заполнение термобаллона происходит на 70%, оставшуюся часть занимает пар термоэлектрического вещества.

Принцип работы конденсационных термометров основан на зависимости давления насыщенного пара низкокипящей жидкости от температуры, что исключает влияние изменения температуры окружающей среды на показания термометров. Термобалоны данных термометров достаточно малы, как следствие, эти термометры наименее инерционны из всех манометрических термометров. Также конденсационные манометрические термометры обладают высокой чувствительностью, связи с нелинейной зависимостью давления насыщенного пара от температуры. Диапазон измерения температур составляет от -50 до +350°С, шкалы термометров не равномерны.

Термометр сопротивления работает благодаря известному свойству тел изменять электрическое сопротивление при изменении температуры. Причем, в металлических термометрах сопротивление при увеличении температуры возрастает практически линейно. В полупроводниковых термометрах сопротивление наоборот, уменьшается.

Металлические термометры сопротивления изготавливаются из помещенной в электроизоляционный корпус тонкой медной или платиновой проволоки.

Принцип действия термоэлектрических термометров основывается на свойстве двух разнородных проводников создавать термоэлектродвижущую силу при нагревании места их соединения — спая. В этом случае, проводники называют термоэлектродами, а всю конструкцию — термопарой. При этом, величина термоэлектродвижущей силы термопары зависит от материала, из которого сделаны термоэлектроды, и разности температур горячего спая и холодных спаев. Поэтому, при измерении температуры горячего спая температуру холодных спаев или стабилизируют или вводят поправку на ее изменение.

Такие приборы позволяют измерять температуру дистанционно — на расстоянии в несколько сотен метров. При этом, в контролируемом помещении располагается только совсем небольшой термочувствительный датчик, а другом помещении – индикатор.

предназначаются для сигнализации о заданной температуре, и при её достижении — для включения или выключения соответствующего оборудования. Электроконтактные термометры применяются в системах поддержания постоянной температуры от -35 до +300°С в различных лабораторных, промышленных, энергетических и других установках.

Электроконтактные термометры изготавливаются на заказ, по техническим условиям предприятия. Такие термометры конструктивно делятся на 2 вида:

— Термометры с переменной, устанавливаемой вручную, температурой контактирования,

— Термометры с постоянной или заданной температурой контактирования. Это, так называемые термоконтакторы.

Цифровые термометры — это высокоточные, высокоскоростные современные приборы. Основой цифрового термометра служит аналого-цифровой преобразователь, который работает по принципу модуляции. Параметры цифрового термометра полностью зависят от установленных датчиков.

Конденсационные термометры работают, используя зависимость упругости насыщенных паров низкокипящей жидкости от температуры. Эти приборы обладают более высокой чувствительностью, чем другие, обычные термометры. Однако, поскольку зависимость упругости паров для используемых жидкостей, таких как, этиловый эфир, хлористый метил, хлористый этил, ацетон, являются нелинейными, то, как следствие, шкалы термометров нанесены неравномерно.

Газовый термометр действует по принципу зависимости между температурой и давлением термометрического вещества, лишенного возможности свободного расширения при нагревании в замкнутом пространстве.

Его работа строится на различиях теплового расширения веществ, из которых изготавливаются пластины применяемых чувствительных элементов. Биметаллические термометры массово применяются на морских и речных судах, промышленности, атомных электростанциях, для измерения температуры в жидких и газообразных средах.

Биметаллический термометр составлен из двух тонких лент металла, к примеру медной и железной, при нагревании которых, их расширение происходит неодинаково. Плоские поверхности лент плотно скреплены между собой, при этом, биметаллическая система из двух лент, скручена в спираль, а один из концов такой спирали жестко закреплен. При охлаждении или нагревании спирали, ленты, изготовленные из разных металлов, сжимаются или расширяются в разной степени. Как следствие, спираль или скручивается, или раскручивается. Прикрепленный к свободному концу спирали указатель, отображает результаты измерений.

КВАРЦЕВЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

Кварцевые термометры работают, основываясь на температурной зависимости резонансной частоты пьезокварца. Существенным недостатком кварцевых термометров является их инерционность, которая достигает нескольких секунд, и нестабильность при работе с температурой выше 100oC.

Приборы, с помощью которых измеряется температура воздуха, представлены на рынке в нескольких вариантах исполнения. Чаще всего производители выпускают термометры со стеклянной колбой (трубкой), в которую залита спиртовая жидкость. Есть пружинные модели на основе металлической или биметаллической ленты, у них большие отклонения в показаниях. С недавних пор большую популярность получили электронные аналоги, в конструкцию которых входит датчик, соединенный с основным приборов проводом. Это так называемый электронный термометр с выносным датчиком. В рамках сегодняшнего обзора попробуем разобраться с принципом его работы, с особенностями исполнения, а также расскажем, где и как его можно использовать. Сразу оговоримся, что будет рассматривать бытовой вариант, потому что в промышленности используется достаточно широкий ряд таких приборов с измерением температуры различных сред (вода, технические жидкости, газы и даже грунт).

Так выглядит проводной вариант уличного термометра

Устройство и принцип работы электронного цифрового термометра с выносным датчиком

Основное его назначение – измерение воздуха на улице и внутри дома. В качестве дополнения, прибор может оснащаться и другими функциями: гигрометром, определяющим влажность воздуха, и барометром, показывающим атмосферное давление.

Состоит термометр из двух блоков:

Основной располагается внутри помещения. У него на панели есть дисплей, который отображает показания температуры или по шкале Цельсия (°С), или по шкале Фаренгейта (°F). В нем встроен температурный датчик, измеряющий температуру внутри комнаты.
Второй и является тем самым выносным датчиком, который устанавливается на улице.

Выносной датчик – это обычная термопара

Принцип работы датчика основан на эффекте Зеебека. То есть, чисто конструктивно это обычная термопара, в которой две пластины реагируют на разность электрических потенциалов. Последние реагируют на перепад температур. Именно так и снимаются показания, которые передаются на основной блок.

Так как выносной датчик температуры устанавливается на улице, то он подвергается достаточно серьезным природным нагрузкам. Поэтому все производители уделяют большое внимание герметизации корпуса прибора. Ему не страшны ни атмосферные осадки, ни ветер с пылью, ни солнечные лучи. При этом он прекрасно работает и при сильно низких температурах (-40°С), и при достаточно высоких (до +65°С). То есть, измеритель температуры адаптирован под российские условия эксплуатации.

Термометр с датчиком ТМ2 в металлическом корпусе

Технические характеристики

Основная характеристика электронного термометра – диапазон измеряемых температур. Чем он больше, тем лучше. При этом очень важно выбирать прибор, учитывая погрешность измерения. Но данный показатель в основном зависит от влажности воздуха, который измеряется на температурный показатель.

Внимание! Использование термометров электронного типа с выносным датчиком при влажности воздуха больше 80% недопустимо. Для бань используются датчики в специальных герметичных корпусах (металлических или пластиковых).

Погрешность измерений будет зависеть и от диапазона измеряемых температур. При этом производители в паспорте изделия обязательно указывают эту зависимость. К примеру, если измеряется температура от -60°С до -40°С, то погрешность прибора будет в пределах 5°. То же самое будет, если температура измеряется в диапазоне +120°С до +150°С. Самая низкая погрешность будет возникать при температурном пределе от +1°С до +99°С. Она не будет превышать 2°.

Как правильно пользоваться термометром

В первую очередь надо определиться, где установить измеритель температуры. Особенно это касается датчика. Оптимально – на улице, но не на солнечной стороне. Его можно прикрепить к стене, повесить на козырек или дерево. Главное, чтобы хватило длины провода. При этом основной блок можно устанавливать внутри помещения около окна или в любом другом месте. Опять же, если хватит длины провода.

Для прокладки провода в раме окна делается небольшого диаметра отверстие, через которое и проводится провод. Некоторые модели датчиком снабжаются пластиковыми присосками, с помощью которых появляется возможность прикрепить его к стеклу окна или к раме.

Вот так можно установить проводной термометр и датчик у окна

Что касается внутреннего блока, то это может быть настенный вариант, настольный, универсальный или переносной. Последний – это конструкции не больше сотового телефона, который можно носить с собой в кармане. Правда, относятся такие модели к беспроводным. Их радиус действия – не больше 60 м. Хотя для дома этого всегда достаточно.

Разновидности термометров электронного типа с выносным датчиком

Сегодня производители предлагают две модели: проводные и беспроводные. Первые – это два блока, соединенный между собой проводом, по которому датчик передает информацию основному элементы. Длина провода варьируется в пределах от 1 до 3 м. Соответственно, в беспроводной модели блоки ничем не связаны, только эфирной передачей сигналов. Выносной датчик в проводных моделях питается электроэнергией от сети 220 вольт, как и основной прибор. Ток поступает через соединяющий два блока кабель. В беспроводной модели питание – это одна или две батарейки, установленные в корпус самого датчика.

Цифровые термометры с датчиком – это не обязательно приборы, с помощью которых измеряют температуру на улицу. Их можно использовать для холодильных камер, для бань. В первом случае основной блок устанавливается на корпус холодильника с внешней стороны, датчик располагают внутри. Кстати, именно такие модификации чаще всего снабжаются присосками. Это касается и основного блока, и термодатчика.

Электронный термометр на корпусе холодильника

Электронный термометр с выносным датчиком для бани

Обычно измеритель устанавливают внутри парной, а основной блок в предбаннике или в комнате отдыха. Добавим, что такие устройства дополнительно обязательно снабжаются гигрометром, который показывает влажность внутри парной. Это очень важный показатель, особенно для русской бани и финских саун, где надо точно выдерживать влажностной режим.

Необходимо добавить, что измеритель температур с выносным датчиком для бань – это прибор, который обладает определенными преимуществами перед другими модификациями:

может выдерживать достаточно большие температуры;
а также их перепады;
высокая влажность ему не помеха;
прочностные характеристики на самом высоком уровне;
при воздействии высоких температур корпус термодатчика не накаляется, поэтому при соприкосновении с ним ожоги на коже не остаются;
погрешности показаний минимальные (не больше 0,5°С).

Термометр с выносным датчиком для бани

Что касается модельного ряда термометров для бань, то здесь достаточно широкая линейка. В основном они отличаются друг от друга дополнительными опциями. К примеру, есть приборы, которые звуковым сигналом оповещают о наборе требуемой температуры. Есть модели, в которых к основному блоку можно подключить сразу три датчика. Относятся они к беспроводным устройствам. Передача информации при этом не превышает 40 м, что достаточно в бане, даже с лихвой.

Внимание! Электронные цифровые термометры для бань могут эксплуатироваться при температурах до +200°С.

Требования к установке:

высота установки температурного датчика в парной – 1,5 м;
от источника тепловой энергии, окон и входной двери его надо располагать на одинаковых расстояниях для показания точной средней температуры;
если в парной устанавливается три датчика, то их располагают на разных высотах.

Термометр в предбаннике

Автомобильный термометр

Автомобильный термометр с выносным датчиком – прибор очень удобный. С его помощью можно отслеживать температуру на улице и внутри салона. При этом это компактное приспособление, некоторые модификации с присосками. Главное – правильно установить датчик. В комплекте все необходимые крепежи присутствуют.

Небольшой обзор автомобильных уличных электронных градусников.

Модель	Характеристики	Цена, руб.
АК-107	Трехсеткорный дисплей: температура, часы, календарь. Один датчик. Провод между блоками – 3 м. Питающий провод – 2 м. Крепление двусторонним скотчем или скобами.	4 200
Airline ATD-01	Измеряет температуру от -50°С до +50°С. Компактный прибор с размерами: 80х25х13 мм. Вес – 50 г. Длина провода – 3 м. Два датчика. Питание – батарейка. Крепление – двусторонняя липкая лента.	750
RST 02180	Диапазон измеряемых температур: от -50°С до +70°С. Питание – батарейки. Память на сохранение показателей. Крепление – настенное. Размеры: 70х98х22 мм.	970

Термометр в автомобиле

Дополнительные опции уличного электронного термометра

Кроме того, что электронный термометр для измерения температуры воздуха может измерять влажность и давление, производители добавляют в прибор некоторые функции, которые удобны для пользования. Вот только некоторые из них.

Сообщать, что на улице может быть гололед. Обычно это происходит, если температура за окном в пределах от -1°С до -3°С.
Способ подключения к компьютеру через порт USB. Таким способом можно получать погодные данные через интернет, находясь вдали от дома. В компьютере можно собирать, анализировать информацию, составлять отчеты.
Собирать информацию о минимальных и максимальных показателях и сохранять их в памяти термометра.
Прибор может комплектовать другими нужными приборами, такими как часы, календарь, будильник.
Звуковые сигналы с подсветкой.

Необходимо отметить, что любая дополнительная функция – это плюс к стоимости градусника. Поэтому необходимо перед приобретением определиться, что вы хотите видеть в термометре, какие функции лично для вас важны.

Термометр с подсветкой, часами и будильником

Термометры со щупом

В отдельную категорию надо отнести электронные термометры с щупом. По сути, это все та же конструкция, в которой датчик спрятан в металлический штырь, называемый щупом. Это бытовой прибор, с помощью которого измеряется температура воды или пищи. Просто щуп втыкается в любой продукт, а на дисплее прибора появятся цифры, обозначающие температуру внутри тела.

Измеритель температуры электронный с щупом

Чисто конструктивно термометры данного типа делятся на две категории:

проводные,
беспроводные.

Первые – это когда щуп (спица) и основной блок соединены проводом. Второй – это когда основной блок насажен на спицу. Проводные модели часто используются, когда надо проверить температуру готовящегося блюда, находящегося внутри духовки. В остальных случаях лучше использовать беспроводные устройства.

Беспроводной вариант с щупом

Термометры с выносным щупом снабжаются разными дополнительными функциями. К примеру, цветовой индикаций, обозначающей степень готовности пищи, таймером, программатором, позволяющим выбирать температурный режим приготовления, звуковым оповещением.

Преимущества электронных термометров

Свою популярность электронные термометры получили за счет свои явных преимуществ.

Точность измерений.
Быстрота получения измеряемых параметров.
Возможность использовать в экстремальных условиях эксплуатации.
Дополнительные функции барометра и гигрометра.
Длительный срок службы.

Обзор ценового ряда некоторых моделей

Перед тем как купить электронный уличный термометр с выносным датчиком, надо определиться с его характеристиками. Как уже было сказано выше, чем больше функций, тем выше цена.

Модель	Характеристики прибора	Стоимость, руб.
HTC-2A	Измерение внешней температуры от -50°С до +70°С. Измерение температуры внутри помещений от -10°С до +50°С. Погрешность 0,1°. Есть гигрометр, измеряющий влажность в диапазоне 10-99%. Погрешность измерения влажности – 5%. Длина провода – 1,5 м. Размеры: 105х110х22 мм. Вес 110 г.	1300
ТРМ 10	Диапазон измерения внешних температур от -50°С до +110°С. Погрешность измерений 0,1°. Длина провода – 1 м. Водонепроницаемая конструкция датчика, что дает возможность использовать его для измерения температуры воды, устанавливать в банях, ванных и других влажных помещениях.	200
Kelilong KL-9806	Погрешность измерений 1°. Можно использовать и для измерения температуры воды. Размеры: 60х55х23 мм. Вес 43 г.	750
RST 02307	Изготовлен по новой технологии измерения температуры воздуха Air Ctrl. Шведский бренд, но изготавливается в Китае. Диапазон измерений от -50°С до +70°С. Погрешность 0,1°. Плоская модель с размерами 123х60х17 мм.	1200
РТ-6	Диапазон температурных измерений от -40°С до +110°С. Точность измерений — 1°. Это проводная модель с длиною кабеля 2 м. Размеры: 64х31х32 мм. Вес 70 г.	550

Сегодня предлагается много схем, как можно изготовить цифровой термометр своими руками. Для радиолюбителей это отличный способ попробовать себя в новой сфере. Да и сам прибор будет полезен в домашних условиях. Но лучше, чем сделанный в заводских условиях, термометр все равно не будет. Погрешность показаний слишком большая.

Для измерения температуры используют термометры, жидкостные типы которых в обиходе называются градусник, хотя градус это не единственная единица измерения нагрева тел или сред (есть еще Кельвин и Фаренгейт). Хотя такой прибор довольно распространен, не все знают принцип его работы. На примере медицинского ртутного термометра приведенного на рисунке снизу, расскажем, как устроен градусник и опишем его работу.

Термометр состоит из следующих деталей:

Колба с жидкостью (поз.1).

С колбой соединяется герметически запаянная прозрачная (чаще всего стеклянная) трубка (поз. 3), из которой удален воздух.

Жидкость, которой заполнена колба, также частично находится и в трубке (поз. 2).

Корпус из прозрачного материала (поз. 6) предназначенный для сборки всех деталей термометра в единое и их защиты. В случае медицинского градусника он тоже выполнен из стекла. Причем, колба может быть единым целым с корпусом, но между ней и окружающей средой не бывает пространства, заполненного воздухом, которое снижает точность прибора из-за теплоизоляционных свойств. К герметичности корпуса требований не предъявляется.

Шкала термометра (поз. 4) выполняется из бумаги, пластика либо керамики. На ней наносятся деления и цифры (поз. 5), по которым считываются показания. Шкала крепится к трубке, а ее положение выставляется при тарировке или поверке термометра.

Как устроен градусник?

Объясняется то, как устроен градусник, на законе теплового расширения тел и жидкостей. В колбе находится жидкость с большим коэффициентом температурного расширения. В данном случае это ртуть, но чаще используют не опасные для здоровья спирты или подобные им вещества, глицерин в которые дополнительно вводят краситель. Нагреваясь в колбе, жидкость устремляется вверх по трубке термометра. Увеличение ее объема не сдерживает атмосферное давление и сопротивление сжимаемого воздуха, так как он откачан из трубки, а сама она герметична. Объем пространства внутри трубки (поз. 3) значительно меньше, чем объем жидкости в колбе (поз. 1) то ее столб перемещается на значительное расстояние.

По высоте столба жидкости считываются показания на шкале (поз. 5). При уменьшении температуры нагрева колбы, процесс проходит в обратном порядке, и высота столба жидкости также становится меньше. Кстати то, как устроен градусник, изучается в школьном курсе физики.

Цифровой градусник: современно и безопасно

Стоит также отметить, что существуют и другие типы градусников, которые пользуются большим успехом. В них используются принципы изменения электрического сопротивления материалов, либо формы биметаллических пластин от температуры. Такие приборы состоят из датчиков, электрических или механических преобразователей их сигнала и устройств индикации.

Напишите, пожалуйста, в комментариях понравилась вам статья или нет?

Термометр – это прибор, предназначенный для измерения температуры жидкостной, газообразной или твердой среды. Изобретателем первого устройства для измерения температуры является Галилео Галилей. Название прибора с греческого языка переводится как «измерять тепло». Первый прототип Галилея существенно отличался от современных. В более привычном виде устройство появилась спустя более чем через 200 лет, когда за изучение данного вопроса взялся шведский физик Цельсий. Он разработал систему измерения температуры, разделив термометр на шкалу от 0 до 100. В честь физика уровень температуры измеряются в градусах Цельсия.

Разновидности по принципу действия

Хотя с момента изобретения первых термометров прошло уже более через 400 лет, эти устройства до сих пор продолжают совершенствоваться. В связи с этим появляются все новые устройства, основанные на ранее не применяемых принципах действия.

Сейчас актуальными являются 7 разновидностей термометров:

Жидкостные.
Газовые.
Механические.
Электрические.
Термоэлектрические.
Волоконно-оптические.
Инфракрасные.

Жидкостные

Термометры относятся к самым первым приборам. Они работают на принципе расширения жидкостей при изменении температуры. Когда жидкость нагревается – она расширяется, а когда охлаждается, то сжимается. Само устройство состоит из очень тонкой стеклянной колбы, заполненной жидким веществом. Колба прикладывается к вертикальной шкале, выполненной в виде линейки. Температура измеряемой среды равна делению на шкале, на которое указывает уровень жидкости в колбе. Эти устройства являются очень точными. Их погрешность редко составляет более 0,1 градуса. В различном исполнении жидкостные приборы способны измерять температуру до +600 градусов. Их недостаток в том, что при падении колба может разбиться.

Газовые

Работают точно так же как и жидкостные, только их колбы заполняются инертным газом. Благодаря тому, что в качестве наполнителя используется газ, увеличивается диапазон измерения. Такой термометр может показывать максимальную температуру в пределах от +271 до +1000 градусов. Данные приборы обычно применяются для снятия показания температуры различных горячих веществ.

Механический

Термометр работает по принципу деформации металлической спирали. Такие приборы оснащаются стрелкой. Они внешне немного напоминает стрелочные часы. Подобные устройства используется на панели приборов автомобилей и различной спецтехнике. Главное достоинство механических термометров в их прочности. Они не боятся встряски или ударов, как модели из стекла.

Электрические

Приборы работают по физическому принципу изменения уровня сопротивления проводника при различных температурах. Чем горячее металл, тем его сопротивляемость при передаче электрического тока выше. Диапазон чувствительности электротермометров зависит от металла, который использован в качестве проводника. Для меди он составляет от -50 до +180 градусов. Более дорогие модели на платине могут указывать на температуру от -200 до +750 градусов. Такие приборы применяются как датчики температуры на производстве и в лабораториях.

Термоэлектрический

Термометр имеет в своей конструкции 2 проводника, которые измеряют температуру по физическому принципу, так называемому эффекту Зеебека. Подобные приборы имеют широкий диапазон измерения от -100 до +2500 градусов. Точность термоэлектрических устройств составляет около 0,01 градуса. Их можно встретить в промышленном производстве, когда требуется измерение высоких температур свыше 1000 градусов.

Волоконно-оптические

Делаются из оптоволокна. Это очень чувствительные датчики, которые могут измерять температуру до +400 градусов. При этом их погрешность не превышает 0,1 градуса. В основе такого термометра лежит натянутое оптоволокно, которое при изменении температуры растягивается или сжимается. Проходящий сквозь него луч света преломляется, что фиксирует оптический датчик, сопоставляющий преломление с температурой окружающей среды.

Инфракрасный

Термометр, или пирометр, является одним из самых недавних изобретений. Они имеют верхний диапазон измерения от +100 до +3000 градусов. В отличие от предыдущих разновидности термометров, они снимают показания без непосредственного контакта с измеряемым веществом. Прибор посылает инфракрасный луч на измеряемую поверхность, и на небольшом экране отображает ее температуру. При этом точность может отличаться на несколько градусов. Подобные устройства применяются для измерения уровня нагрева металлических заготовок, которые находятся в горне, корпуса двигателя и пр. Инфракрасные термометры способны показать температуры открытого пламени. Подобные устройства применяются еще в десятках различных сфер.

Разновидности по предназначению

Термометры можно классифицировать на несколько групп:

Медицинские.
Бытовые для воздуха.
Кухонные.
Промышленные.

Медицинский термометр

Медицинские термометры обычно называют градусники. Они имеют низкий диапазон измерения. Это связано с тем, что температура тела живого человека не может составлять ниже +29,5 и выше +42 градусов.

В зависимости от исполнения медицинские градусники бывают:

Стеклянные.
Цифровые.
Соска.
Кнопка.
Инфракрасный ушной.
Инфракрасный лобный.

Стеклянные термометры являются первыми, которые начали применять для медицинских целей. Данные устройства универсальны. Обычно их колбы заполняются спиртом. Раньше для таких целей использовалась ртуть. Подобные устройства имеют один большой недостаток, а именно необходимости длительного ожидания для отображения реальной температуры тела. При подмышечном исполнении продолжительность ожидания составляет не менее 5 минут.

Цифровые термометры имеют небольшой экран, на который выводится температура тела. Они способны показать точные данные спустя 30-60 секунд с момента начала измерения. Когда градусник получает конечную температуру, он создает звуковой сигнал, после которого его можно снимать. Данные приборы могут работать с погрешностью, если не очень плотно прилегают к телу. Существуют дешевые модели электронных термометров, которые снимают показания не менее долго, чем стеклянные. При этом они не создают звуковой сигнал об окончании измерения.

Термометры соски сделаны специально для маленьких детей. Устройство представляет собой соску-пустышку, которая вставляется в рот младенца. Обычно такие модели после завершения измерения подают музыкальный сигнал. Точность устройств составляет 0,1 градуса. В том случае если малыш начинает дышать через рот или плакать, отклонение от реальной температуры может быть существенным. Продолжительность измерения составляет 3-5 минут.

Термометры кнопки применяются тоже для детей возрастом до трех лет. По форме такие приборы напоминают канцелярскую кнопку, которая размещается ректально. Данные устройства снимают показания быстро, но имеют низкую точность.

Инфракрасный ушной термометр считывает температуру из барабанной перепонки. Такое устройство способно снять измерения всего за 2-4 секунды. Оно также оснащается цифровым дисплеем и работает на . Данное устройство имеет подсветку для облегчения введения в ушной проход. Приборы подходят для измерения температуры у детей старше 3 лет и взрослых, поскольку у младенцев слишком тонкий ушной канал, в который наконечник термометра не проходит.

Инфракрасные лобные термометры просто прикладываются ко лбу. Они работают по такому же принципу, как и ушные. Одно из преимуществ таких устройств в том, что они могут действовать и бесконтактно на расстоянии 2,5 см от кожи. Таким образом, с их помощью можно измерить температуру тела ребенка не разбудив его. Скорость работы лобных термометров составляет несколько секунд.

Бытовые для воздуха

Для измерения температуры воздуха на улице или в помещении применяются бытовые термометры. Они, как правило, выполнены в стеклянном варианте и заполнены спиртом или ртутью. Обычно диапазон их измерения в уличном исполнении составляет от -50 до +50 градусов, а в комнатном от 0 до +50 градусов. Подобные приборы часто можно встретить в виде украшений для интерьера или магнита на холодильник.

Кухонные

Кухонные термометры предназначены для измерения температуры различных блюд и ингредиентов. Они могут быть механическими, электрическими или жидкостными. Их применяют в тех случаях, когда необходимо строго контролировать температуру по рецепту, к примеру, при приготовлении карамели. Обычно подобные устройства идут в комплекте с герметичным тубусом для хранения.

Промышленные

Промышленные термометры предназначены для измерения температуры в различных системах. Обычно они представляют собой приборы механического типа со стрелкой. Их можно увидеть в магистралях водяного и газового снабжения. Промышленные модели бывают электрические, инфракрасные, механические и пр. Они имеют самое большое разнообразие форм, размеров и диапазонов измерения.

Жидкостный термометр - это прибор для измерения температуры технологических процессов при помощи жидкости, которая реагирует на изменение температуры. Жидкостные термометры хорошо всем известны в быту: для измерения комнатной температуры или температуры человеческого тела.

Жидкостные термометры состоят из пяти принципиальных частей, это: шарик термометра, жидкость, капиллярная трубка, перепускная камера, и шкала.

Шарик термометра - это часть, где помещается жидкость. Жидкость реагирует на изменение температуры поднимаясь или опускаясь по капиллярной трубке. Капиллярная трубка представляет собой узкий цилиндр по которому перемещается жидкость. Часто капиллярная трубка снабжена перепускной камерой, которая представляет собой полость, куда поступает избыток жидкости. Если не будет перепускной камеры, то после того, как капиллярная трубка наполнится, создастся достаточное давление для того, чтобы разрушить трубку, если температура будет и дальше повышаться. Шкала - это часть жидкостного термометра, с помощью которой снимаются показания. Шкала откалибрована в градусах. Шкала может быть закреплена на капиллярной трубке, либо она может быть подвижной. Подвижная шкала дает возможность ее регулировать.

Принцип работы жидкостного термометра

Принцип работы жидкостных термометров основан на свойстве жидкостей сжиматься и расширяться. Когда жидкость нагревается, то обычно она расширяется; жидкость в шарике термометра расширяется и двигается вверх по капиллярной трубке, тем самым показывая повышение температуры. И, наоборот, когда жидкость охлаждается, она обычно сжимается; жидкость в капиллярной трубке жидкостного термометра понижается и тем самым показывает понижение температуры. В случае, когда имеется изменение измеряемой температуры вещества, то происходит перенос теплоты: сначала от вещества, чья температура измеряется, к шарику термометра, а затем от шарика к жидкости. Жидкость реагирует на изменение температуры двигаясь вверх или вниз по капиллярной трубке.

Тип используемой жидкости в жидкостном термометре зависит от диапазона измеряемых термометром температур.

Ртуть , -39-600 °C (-38-1100 °F);
Сплавы ртути , -60-120 °C (-76-250 °F);
Спирт , -80-100 °C (-112-212 °F).

Жидкостные термометры с частичным погружением

Конструкция многих жидкостных термометров предполагает, что они будут висеть на стене, и вся поверхность термометра входит в соприкосновение с веществом, температура которого измеряется. Однако, некоторые виды промышленных и лабораторных жидкостных термометров сконструированы и откалиброваны таким образом, что предполагают их погружение в жидкость.

Из термометров, используемых таким образом наиболее широко применяются термометры с частичным погружением. Для того, чтобы получить точные показания с помощью термометра с частичным погружением, погружают его шарик и капиллярную трубку только до этой линии.

Термометры с частичным погружением погружаются до отметки для того, чтобы компенсировать изменения температуры окружающего воздуха, которые могут на жидкость, находящуюся внутри капиллярной трубки. Если изменения температуры окружающего воздуха (изменения температуры воздуха вокруг термометра) вероятны, то они могут вызвать расширение или сжатие жидкости внутри капиллярной трубки. В результате на показания будет влиять не только температура вещества, которая измеряется, но и температура окружающего воздуха. Погружение капиллярной трубки до отмеченной линии снимает воздействие температуры окружающего воздуха на точность показаний.

В условиях промышленного производства часто необходимо измерять температуры веществ, проходящих по трубам или находящихся в емкостях. Измерение температуры в этих условиях создает две проблемы для прибористов: как измерить температуру вещества, если нет непосредственного доступа к этому веществу или жидкости, и как вынимать жидкостный термометр для осмотра, проверки или замены не останавливая технологического процесса. Обе эти проблемы устраняются, если применять измерительные каналы для ввода термометров.

Измерительный канал для ввода термометра представляет собой канал в виде трубы, который закрыт с одного конца и открыт с другого. Измерительный канал предназначен для того, чтобы в него помещать шарик жидкостного термометра и таким образом оградить его от веществ, которые могут вызывать коррозию, отравляющих веществ, или под высоким давлением. Когда применяются измерительные каналы для ввода термометров, то теплообмен происходит в форме непрямого контакта (через измерительный канал) вещества, чья температура измеряется, и шариком термометра. Измерительные каналы представляют собой уплотнение для повышенного давления и предотвращают выход наружу жидкости, температура, которой измеряется.

Измерительные каналы делаются стандартных размеров, так что они могут использоваться с различными типами термометров. Когда термометр устанавливается в измерительный канал, то его шарик вставляется в канал, а поверх термометра накручивается гайка, чтобы закрепить термометр.